有砟轨道路基翻浆冒泥模型试验系统的研发与应用

为研究既有线有砟轨道路基的翻浆冒泥机理，自主研发了一套能够模拟循环荷载–湿化耦合作用的模型试验系统。模型试样直径500 mm，由厚度分别为350 mm的路基土和200 mm的道砟组成，整个试样在高强度透明有机玻璃模型筒中制备完成。模型试验系统配备有监测荷载、位移、体积含水率和孔隙水压力的4种传感器，并通过高清相机对颗粒迁移过程进行图像捕捉。基于所研发的试验系统，针对辛泰铁路典型翻浆冒泥病害路段土样，开展翻浆冒泥模型试验。试验结果表明：动孔隙水压力是导致翻浆冒泥病害产生的关键因素。随着体积含水率的增加，动孔隙水压力引起的颗粒迁移量逐渐增加；在饱和状态下，会引起大量颗粒迁移，翻浆冒泥现象显著。试验结束时，道砟污染指数达到25%，在实际工程中已严重影响铁路的正常运营，有必要对污染道砟进行换填。     

用COMSOL实现圆波导中电磁波的可视化

为了直观描述金属圆波导中电磁场复杂的空间分布,本文用Comsol软件对金属圆波导中的TE11模、TE01模、和TM01模的电磁场结构进行动态仿真.将电磁场中的抽象概念形象化、可视化,使学生看清电磁场分布的宏观概况和细节变化,开拓了视野,同时加深了学生对电磁波传播特性的理解.     

智慧标识网络服务机理研究进展及安全性分析

随着互联网规模的不断扩大以及应用场景的多元化,传统网络无法很好地满足新业务的动态多样化需求,因此国内外对未来网络展开了深入研究.本文首先介绍了未来互联网体系架构的研究现状.其次,介绍了具备"三层、两域"特征的智慧标识网络(Smart Identifier NETwork,SINET)体系架构,然后重点阐述了SINET服务机理在服务的命名与解析、路由机制、服务缓存、移动性、传输控制机制、可扩展性、绿色节能等关键技术方面取得的研究进展,并进一步详细分析了SINET服务机理的安全性.最后总结了SINET面临的挑战,对SINET服务机理在大规模场景部署中可能存在的问题做出讨论.     

类别均衡与局部中值损失联合监督的自然场景人脸表情识别

近年来,卷积神经网络在实验室控制环境下的人脸表情识别任务中取得了很大进步,但是在自然场景中人脸表情识别方面仍然存在一些挑战.针对自然场景中人脸表情数据分布不平衡,以及由姿势、光照和性别等因素引起的类内差异大的问题,提出类别均衡与局部中值(class-balancedandlocalmedian,CALM)损失函数.CALM损失函数包含类别均衡Softmax损失函数和局部中值损失函数2个部分.其中,类别均衡Softmax损失函数将数据量较少且容易错分的害怕和厌恶2种表情标记为难样本,将其余5种表情标记为易样本;在网络训练过程中对难样本自适应地增大权重,以提高难样本的识别准确率,进而提高表情识别的平均准确率.此外,在每个类别中会有一些离类别内大多数样本较远的样本,它们的存在会导致用均值方法计算出的类别中心偏离类内大多数样本.在局部中值损失函数中,采用与每个样本属于同类别的若干近邻的中值作为类别中心,在一定程度上减弱离群样本对类别中心选择的影响.在RAF(real-worldaffectivefaces)数据集上进行实验,与局部子类方法相比,该方法的平均识别准确率提升了1.32%,证明了该方法的有效性.     

低应力及拉应力条件下非饱和土强度及剪胀特性

利用宽广含水率变化范围内非饱和压实土低应力下的直剪试验和抗拉强度试验,研究非饱和土的强度及剪胀特性。试验结果表明:含水率低于塑限时,非饱和土剪切时出现应变软化型破坏和剪胀性;宽广含水率变化范围内,非饱和土峰值剪切强度、最小剪胀率及单轴抗拉强度均随着含水率的增加先增加后减小,变化趋势相同。基于试验结果,首先,对非饱和土拉应力区的Mohr-Coulomb强度包线进行修正。其次,验证修正的Bishop非饱和土抗剪强度模型预测性较差,并分析这种模型广为流行的原因。最后,得到吸力对非饱和土峰值抗剪强度的贡献来源于吸力引起的颗粒间的拉应力和剪胀作用两方面,其中吸力应区分毛细和吸附作用,并可用单轴抗拉强度近似表征拉应力的大小。     

客运枢纽交通流线设计的新视角——基于跨学科研究的思考

交通流线设计是客运枢纽设计中的关键问题,直接关系到枢纽交通功能的实现。长期以来,客运枢纽交通流线设计理论研究主要由建筑与交通等学科领域的研究者共同推进。由于问题的复杂性以及科学研究中的学科壁垒现象,相关的理论知识点零散纷繁。本文以我国综合客运枢纽工程设计实践中暴露出的问题为导向,运用跨学科研究方法论,将既有的客运枢纽交通流线设计基础理论知识点追溯至不同的学科源头。通过综合多学科视角,从概念、关系、范畴等基础理论知识出发,重新认识交通流线设计问题的本质,并揭示其在客运枢纽设计中的作用规律。研究结论有助于弥合学科间的理论观点认知差异,促进新的跨学科学术联系的建立。     

德国城堡与宫殿建筑遗产保护与再利用模式探析

德国作为世界上城堡数量最多的国家,城堡与宫殿建筑遗产的保护工作面临着严峻的挑战。城堡的保护与再利用模式因其权属关系、地理区位、历史文化与保护状况等存在显著差异;研究选择海德堡城堡、胡根普特城堡、霍恩诺芬城堡与孤独城堡作为研究对象,基于以上影响因素,对其现有的旅游、酒店、活动与教育等再利用模式进行具体分析;通过现有实施成果,对于城堡与宫殿类建筑文化遗产提出建立灵活的流转制度与督查制度,依据特性选择再利用功能,公益性的服务公众,与民众共同参与进行保护与维护工作等建议,为之后的相关类型的遗产保护工作提供借鉴。     

单自由度八面体概率滚动机器人

提出一种由10个连杆,12个转动副构成具有八面体几何形态的单自由度概率滚动机器人,利用单自由度缩放变形实现定向前进步态和概率转向步态交替进行的翻滚运动。运用螺旋理论计算自由度,进行运动学分析和运动可行性分析,讨论了稳定性和翻滚条件,建立动力学模型进行仿真。在进行定向前进步态时机器人的移动方向是确定的;在进行概率转向步态时机器人有三个可能的移动方向,这个随机过程在理想条件下符合概率为1/3的拉普拉斯试验。机器人的移动路径为正交网格结点连线,可以实现遍历运动,提出了运动控制算法并进行运动仿真。制作一台原理样机进行运动试验,验证了前进和转向功能。     

基于弹性模型的高速列车曲线通过时轮轨接触特性研究

为研究高速列车曲线通过时的轮轨接触几何关系、蠕滑性能及磨耗情况,基于我国某型高速动车组,利用有限元和多体动力学方法,考虑轮对旋转运动,建立高速列车车辆系统弹性模型,并通过数值仿真,得到高速列车曲线通过时,不同曲线参数影响下,轮轨接触点横向位置、轮轨蠕滑力以及轮轨磨耗指数等的变化规律。结果表明,相对于刚性模型,利用车辆系统弹性模型仿真能够更加真实反映轮对旋转运动时的轮轨接触状态,也更符合高速列车实际曲线通过情况。高速列车曲线通过速度和线路横向不平顺激扰幅值增大均会显著加剧轮对横向位移、轮轨接触点横向位置、轮轨横向蠕滑力等轮轨系统横向相互作用,且会加大轮轨磨耗;曲线半径和超高增大对于曲线轨道外侧轮轨磨耗影响较大,但对于轮轨系统横向相互作用影响较小。将通过速度为350km/h的7 000 m半径曲线超高设置为170 mm,可有效平衡内、外侧轮轨磨耗,列车降速通过则会加剧曲线内侧轮轨磨耗。